Ölpflanzen in Österreich - Anbau und Verwertung
Diplomarbeit
zur Erlangung des akademischen Grades einer Magistra der Naturwissenschaften
an der Karl-Franzens-Universität Graz
vorgelegt von Carina WINDISCH
am Institut für Pflanzenwissenschaften
Begutachterin: Ao.Univ.-Prof. Dr.phil. Maria Müller
Graz, Juni 2015
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Danksagung
Besonders bedanken möchte ich mich bei Ao. Univ.-Prof. Dr. Maria Müller für die engagierte und liebevolle Betreuung bei der Umsetzung meiner Diplomarbeit.
Bedanken möchte ich mich auch bei meinen Eltern Ingrid und Franz, die mich in jeglicher Hinsicht unterstützt haben und mir mit Rat und Tat zur Seite standen.
Ein weiterer Dank gilt meiner Schwester Silvia, die mir stets eine große Hilfe war.
Danken möchte ich auch meinem Freund Peter für die emotionale Unterstützung und das große Verständnis, das er für mich aufbringt.
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Inhaltsverzeichnis
Zusammenfassung ...7
Abstract ...8
1. Einleitung ...9
2. Ölpflanzen ... 10
3. Ölpflanzen in Österreich ... 12
3.1 Raps - Brassica napus oleifera ... 12
3.1.1 Die Rapspflanze ... 12
3.1.2 Sommer- und Winterraps ... 13
3.1.3 Entwicklung des Anbaus ... 14
3.1.4 Standortansprüche der Rapspflanze ... 14
3.1.5 Anbau ... 15
3.1.6 Rapsöl ... 15
3.2 Soja - Glycine max ... 17
3.2.1 Die Sojapflanze ... 17
3.2.2 Entwicklung des Anbaus ... 18
3.2.3 Standortansprüche der Sojapflanze ... 18
3.2.4 Anbau ... 18
3.2.5 Sojaöl ... 19
3.2.6 Soja als Eiweißlieferant ... 20
3.3 Die Sonnenblume - Helianthus annuus ... 20
3.3.1 Die Sonnenblumenpflanze ... 20
3.3.2 Entwicklung des Anbaus ... 21
3.3.3 Standortansprüche der Sonnenblume ... 22
3.3.4 Anbau ... 22
3.3.5 Sonnenblumenöl ... 23
3.4 Echter Lein - Linum usitatissimum ... 24
3.4.1 Die Leinpflanze ... 24
3.4.2 Entwicklung des Anbaus ... 25
3.4.3 Standortansprüche der Leinpflanze ... 25
3.4.4 Anbau ... 26
3.4.5 Leinöl ... 26
3.4.6 Faserlein ... 27
4
3.5 Ölkürbis - Cucurbita pepo oleifera/styriaca ... 27
3.5.1 Der Ölkürbis ... 27
3.5.2 Entwicklung des Anbaus ... 28
3.5.3 Standortansprüche des Ölkürbis ... 29
3.5.4 Anbau ... 29
3.5.5 Kürbiskernöl ... 29
4. Anbau von Ölpflanzen ... 31
4.1 Der Anbau von Ölpflanzen in Österreich... 31
4.2 Der Anbau von Ölpflanzen weltweit ... 33
5. Aufbau von Ölen und Fetten ... 40
5.1 Fettsäuren ... 41
5.2 Gesättigte und ungesättigte Fette und Öle ... 44
5.3 Fettsäurezusammensetzung pflanzlicher Öle und Fette ... 44
5.3.1 Trocknende, halbtrocknende und nicht trocknende Fette ... 46
5.3.2 Weitere Kennzahlen pflanzlicher Öle ... 46
5.4 Fettbegleitstoffe ... 47
6. Physiologie der Ölpflanzen ... 50
6.1 Speicherstoffe in den Pflanzen ... 50
6.1.1 Speicherlipide ... 50
6.1.2 Samenreifung und Samenkeimung ... 51
6.2 Biosynthese der Fettsäuren ... 52
6.3 Biosynthese von Speicherlipiden ... 54
6.4 Mobilisierung der Speicherlipide ... 55
6.5 Weitere physiologische Bedeutung von Fetten für die Pflanzen ... 59
6.5.1 Aroma-, Abwehr- und Signalstoffe in Pflanzen ... 59
7. Pflanzenzüchtung ... 60
7.1 Methoden der Pflanzenzüchtung ... 60
7.2 Ziele der Pflanzenzüchtung ... 60
7.3 Züchtung von Ölpflanzen ... 60
8. Gewinnung und Verarbeitung von Pflanzenölen ... 63
8.1 Geschichtlicher Abriss ... 63
8.2 Ölgewinnung heute ... 63
8.2.1 Gewinnung von Fruchtfleischfetten ... 64
8.2.2 Gewinnung von Samenfetten ... 64
5
8.3 Behandlung des Rohöls ... 66
8.3.1 Native Speiseöle... 66
8.4 Modifikation von Fetten und Ölen ... 67
8.4.1 Die Fraktionierung ... 67
8.4.2 Die Härtung ... 68
8.4.3 Die Umesterung ... 68
8.4.4 Winterisierung ... 68
9. Physiologische Bedeutung von Lipiden für den Menschen ... 69
9.1 Öle und Fette in der menschlichen Ernährung ... 69
9.1.1 Fettverdauung ... 69
9.1.2 Verstoffwechselung der freien Fettsäuren ... 71
9.2 Funktion verschiedener Lipide im menschlichen Körper ... 72
9.2.1 Energielieferant ... 72
9.2.2 Speicherstoff ... 72
9.2.3 Zellmembranen ... 73
9.2.4 Signalmolekül ... 74
9.3 Fettsäuresynthese ... 74
9.4 Bedeutung der pflanzlichen Öle und Fette für den Menschen ... 74
9.4.1 Lieferant von essentiellen Fettsäuren, die Ausgangssubstanzen der Eicosanoide... 74
9.4.2 Hoher Gehalt an einfach und mehrfach ungesättigten Fettsäuren ... 76
9.4.3 Fettbegleitstoffe ... 77
10. Einsatzmöglichkeiten von Ölpflanzen und daraus gewonnenen Ölen und Fetten ... 81
10.1 Einsatz als Treibstoff ... 81
10.1.1 Pflanzenöle ... 81
10.1.2 Fettsäuremethylester (Biodiesel) ... 82
10.1.3 Hydrierte Pflanzenöle ... 84
10.2 Einsatz als Brennstoff ... 85
10.3 Einsatz in Kosmetik und Pharmazie ... 86
10.3.1 Kosmetik ... 86
10.3.2 Pharmazie ... 90
10.4 Ölpflanzen als Lecithin-Quelle ... 93
10.5 Ölpflanzen für Farben und Lacke ... 93
10.6 Schmierstoffe ... 94
10.6.1 Einsatz als Motoröl ... 94
6
10.7 Verwendung von Reststoffen der Ölherstellung ... 95
10.7.1 Presskuchen und Extraktionsschrot... 95
10.7.2 Ölsaatenstroh ... 97
10.7.3 Glycerin ... 97
10.8 Weitere Verwendungsmöglichkeiten ... 98
10.8.1 Linoleum ... 98
10.8.2 Kerzen ... 98
Resümee ... 99
Literaturverzeichnis ... 101
Internetverzeichnis ... 108
Abbildungsverzeichnis ... 111
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Zusammenfassung
In der vorliegenden Arbeit werden fünf wichtige, in Österreich kultivierte Ölpflanzen
vorgestellt. Dabei werden sowohl die phänotypischen Merkmale von Brassica napus oleifera (Raps), Glycine max (Sojabohne), Helianthus annuus (Sonnenblume), Linum usitatissimum (Lein) und Cucurbita pepo styriaca (Steirischer Ölkürbis) als auch die bevorzugten
Standortbedingungen dieser Kulturpflanzen sowie deren Anbau und Ernte beleuchtet. Darüber hinaus wird der weltweite Anbau von Ölpflanzen beschrieben.
Ein Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Betrachtung der Physiologie der Ölpflanzen und der damit verbundenen Biosynthese und Mobilisierung der Speicherlipide. Besonderes
Augenmerk wird auf die dabei ablaufenden Reaktionen sowie auf die Bedeutung der Lipide für die Pflanze gelegt.
Zudem werden Gewinnung und Verarbeitung von Pflanzenölen näher betrachtet. Das aus den unterschiedlichsten Pflanzenteilen gewonnene Öl spielt auf Grund seines Gehaltes an einfach und mehrfach ungesättigten Fettsäuren eine wichtige physiologische Rolle für den Menschen.
Diese Inhaltsstoffe wirken sich positiv auf die Gesundheit aus und stellen die essentielle Ausgangssubstanz von hormonähnlichen Stoffen, den Eicosanoiden, dar.
Neben der Relevanz für unsere Ernährung sind pflanzliche Öle ein wichtiger Rohstoff für diverse Produkte. So werden sie in der Farben- und Lackindustrie eingesetzt, finden aber auch in Pharmazie und Kosmetik Verwendung. Der Einsatz als Treib- und Brennstoff ist ebenfalls erwähnenswert.
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Abstract
The presented work introduces five important oil plants which are cultivated in Austria.
Phenotypic characteristics of Brassica napus oleifera (rape), Glycine max (soya bean), Helianthus annuus (sunflower), Linum usitatissimum (linseed) and Cucurbita pepo styriaca (styrian oil pumpkin) as well as preferred site conditions, the growing and the harvest of these crops are examined. Furthermore the global cultivation is observed.
One focus of the presented thesis is the observation of the physiology of oil plants and the associated biosynthesis and mobilization of store lipids. Special attention is focused on the reactions as well as on the importance of lipids for plants.
Moreover production and processing of plant oils are observed more in detail. The oil which can be obtained from various parts of plants plays an important physiological role for human beings because of the content of mono- and polyunsaturated fatty acids. These ingredients have a positive effect on health and represent essential base material for hormone-like substances, the eicosanoids.
Beside the relevance for human nutrition plant oils are an important feedstock for several products. They are used in paint and lacquer production as well as in pharmacy and cosmetics-industry. The use as fuel and combustible is also mentionable.
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1. Einleitung
Öle und Fette bieten für den Menschen enorm vielfältige Nutzungsmöglichkeiten. Sie spielen nicht nur in der Ernährung eine wichtige Rolle, sondern finden auch als Rohstoff in der Industrie sowie als Treib- und Brennstoff Verwendung.
In Pflanzen stellt Fett auf Grund seiner hohen Energiedichte den idealen Speicherstoff dar und bietet dem Keimling die Möglichkeit der autotrophen Ernährung, bevor er Photosynthese betreiben kann. Die physiologische Relevanz der Fette als Speicherstoff für die Pflanze wird jedoch häufig außer Acht gelassen. Ziel der vorliegenden Diplomarbeit ist es daher, die Bedeutung der Öle und Fette für die Pflanzen herauszuarbeiten sowie fünf in Österreich kultivierte Ölpflanzen vorzustellen. Ein weiterer Schwerpunkt ist es, über die Synthese und den Abbau der Speicherlipide in Pflanzen zu informieren und phänotypische Merkmale von Brassica napus oleifera (Raps), Glycine max (Sojabohne), Helianthus annuus (Sonnenblume), Linum usitatissimum (Lein) und Cucurbita pepo styriaca (Steirischer Ölkürbis) aufzuzeigen.
Dabei soll auch auf den Anbau der genannten Kulturpflanzen, deren ideale Standort-
bedingungen sowie die Ernte der Ölfrüchte eingegangen werden. Darüber hinaus soll über die Gewinnung und Verarbeitung von Pflanzenölen berichtet werden.
Überdies zielt die vorliegende Arbeit darauf ab, weitere Nutzungsmöglichkeiten von Ölpflanzen zu recherchieren sowie zu untersuchen, was mit den bei der Produktion von Öl anfallenden Reststoffen geschieht.
Besonderes Augenmerk soll bei der Betrachtung von Fetten und Ölen auf deren physiologische Bedeutung für den Menschen gelegt werden, da diese Stoffe häufig als ungesunde Dickmacher verpönt sind. Sie dienen jedoch als Lieferanten für die wichtigen essentiellen Fettsäuren und stellen eine Quelle für einfach ungesättigte und mehrfach ungesättigte Fettsäuren sowie für Fettbegleitstoffe wie beispielsweise fettlösliche Vitamine dar. Damit sind pflanzliche Fette und Öle zentraler Bestandteil für eine gesunde Ernährung.
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2. Ölpflanzen
Eine Pflanze kann als Ölpflanze definiert werden, wenn sie folgende Bedingungen erfüllt:
Der zu nutzende Pflanzenteil muss einen so hohen Ölgehalt besitzen, dass er durch Press- und Extraktionsverfahren erfasst werden kann.
Die Pflanzenart muss landwirtschaftlich kultivierbar sein.
Die Pflanze darf an Aussaat, Pflege und Ernte keine zu großen Ansprüche stellen, sodass die Produktionskosten gering gehalten werden.
Die Erträge müssen hoch genug sein.
Das gewonnene Öl muss als Nahrungsmittel oder für die Industrie verwendbar sein (Löw, 2003, S.9).
Man kann, je nach Verwendungszweck, vier Gruppen von Ölpflanzen unterscheiden.
1.) Ölpflanzen im engeren Sinn
Bei diesen Pflanzen steht die Ölgewinnung im Vordergrund. Andere Verwendungszwecke wie die Eiweiß- oder Faserlieferung sind sekundär. Zu diesen Pflanzen zählen der Raps, die Sonnenblume, der Ölkürbis und weitere (Löw, 2003, S.9).
2.) Ölpflanzen mit mehrfacher Nutzung
Hierzu gehören Pflanzen, bei denen die Ölgewinnung und andere Verwendungszwecke gleichgeordnet oder sogar andere Nutzungszweige vorrangig sind. Lein und Hanf sind hier als Faserpflanzen zu nennen, aber auch die Sojabohne, die als Eiweiß liefernde Pflanze angebaut wird (Löw, 2003, S.9).
3.) Sammelfrüchte
Hierzu zählen die Früchte einiger Laubbäume wie der Rosskastanie (Aesculus hippocastanum), der Eiche (Quercus robur) und der Linde (Tilia cordata und Tilia platyphyllos). Häufig werden die bis zu 40 % Öl enthaltenden Bucheckern von Fagus sylvatica verwendet. Auch die Samen von Nadelbäumen wie Fichte (Picea excelsa), Kiefer (Pinus sylvestris) und Lärche (Larix europaea) finden Verwendung. Bei den Sträuchern werden vor allem die Hagebuttensamen der Wildrosen (Rosa sp.) sowie die Samen der Holunderbeeren von Sambucus racemosa und Sambucus nigra zur Ölgewinnung herangezogen (Löw, 2003, S.62ff).
11 4.) Ölgewinnung als Nebennutzung
Bei diesen Pflanzen stehen andere Verwendungszwecke im Vordergrund, jedoch wird die Ölgewinnung ebenfalls in relativ großem Maßstab betrieben. Hier sind vor allem Tomate, Tabak und Wein anzuführen. Es werden aber auch die Samen anderer Pflanzen wie Obstbäume (Apfel oder Marille), Getreide (Hafer, Weizen, Roggen, Reis) oder Gewürzpflanzen (Salbei, Basilikum, Anis, Kümmel) verwendet (Löw, 2003, S.65).
Bei Ölpflanzen werden in den meisten Fällen die fettreichen Samen zur Ölgewinnung benützt.
Dies ist im großen Maßstab beispielsweise beim Raps, der Sonnenblume, dem Öllein und dem Ölkürbis der Fall. In anderen Fällen wird das den Samen umgebende Fruchtfleisch zur
Gewinnung herangezogen. Als Beispiele lassen sich hier der Ölbaum Olea europaea aus der Familie der Oleaceae und die Ölpalme Elaeis guineensis aus der Familie der Arecaceae nennen. Diese beiden Pflanzen besitzen Steinfrüchte, in deren Mesokarpen große Mengen an Fett gespeichert sind (Rimbach et al., 2010).
Bei der Erdmandel Cyperus esculentus wird Öl aus den etwa doppelt haselnussgroßen Verdickungen der Stolonen gewonnen. Diese enthalten ca. 23 % Rohfett (Löw, 2003, S.37).
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3. Ölpflanzen in Österreich
Im Folgenden sollen vier bekannte Ölpflanzen vorgestellt werden, die in Österreich großflächig angebaut werden. Des Weiteren wird auf den Öllein eingegangen, der flächenmäßig eher eine untergeordnete Rolle spielt.
3.1 Raps - Brassica napus oleifera
3.1.1 Die Rapspflanze
Brassica napus oleifera gehört zu der Familie der Kreuzblütler (Brassicaceae). Die
zweigeschlechtliche Blüte besitzt vier Kelch- und vier kreuzweise gestellte Blütenblätter. Der männliche Teil der Blüte besteht aus vier langen und zwei kurzen Antheren, der weibliche aus der Narbe. Der Blütenstand der Rapspflanze ist, wie in Abb. 1 ersichtlich, eine Traube. Die Blüten blühen an dieser von unten nach oben ab. Sie blühen in der Früh auf und schließen sich abends wieder. Am dritten Tag beginnen sie bereits zu welken. Raps besitzt protogyne Blüten. Das bedeutet, dass die Narbe bereits befruchtungsfähig ist, bevor die Staubgefäße ihre Pollen verstäuben. Hierfür drehen die Antheren ihre Öffnungsseite um 120° von der Narbe weg, um die Selbstbefruchtung zu minimieren. Die Fremdbefruchtung findet überwiegend durch Insekten statt. Da beide Befruchtungsformen vorkommen, gilt der Raps als partieller Fremdbefruchter. Selbst- und Fremdbefruchtung erfolgen in einem Verhältnis von ca. 80:20 (Alpmann et al., 2006, S.96).
Abb.1: Moderner Raps. a) einzelner Blütenstand. b) blühendes Rapsfeld. c) Rapssamen (Miedaner, 2014).
13 Abb. 2 zeigt Früchte und Samen der Rapspflanze. Die
Früchte sind 5-10 cm lange Schoten, die etwa 15 bis 40 kugelförmige, 1,5-3 mm große Samen enthalten (Alpmann et al., 2006, S.96). Die glatte Samenschale umschließt die beiden gelben, gefalteten Kotyledonen und das ca. 1 mm lange Würzelchen (Löw, 2003, S.13). Die zwei Hälften der Schote sind durch eine Mittelwand getrennt, an der die Samen ansitzen. Sind die Samen reif, so platzen die Schoten auf und geben diese frei. Die Samen der Rapspflanze enthalten etwa 40-50 % Fett, 16-27 % Eiweiß, 23 % Kohlenhydrate und 14-20 % Schalenbestandteile (Alpmann et al., 2006, S.97).
Abb.2: Raps a) Erntereifer Bestand. b) Samen. c) Spross mit reifen Früchten, geöffnete Schote, Samen (Lieberei et al., 2007).
3.1.2 Sommer- und Winterraps
Bei Brassica napus oleifera unterscheidet man zwischen der Sommer- und der Winterform.
Der größte Unterschied liegt hier bei der Kältetoleranz bzw. dem Kältebedürfnis. Winterraps, bei dem die Aussaat im Herbst erfolgt, benötigt, um in die reproduktive Phase zu kommen, einen Kältereiz. Ohne diese sogenannte Vernalisation kommt es zu einem Ausbleiben oder einer Verminderung der Blütenbildung. Winterraps überdauert die kalte Jahreszeit als flach am Boden aufliegende Blattrosette. Erst nach dieser Winterruhe beginnt die Pflanze mit dem Längenwachstum und der Bildung von Seitentrieben (Alpmann et al., 2006, S.94f).
Sommerraps benötigt keinen Kältereiz. Die Aussaat erfolgt bei dieser Form im Frühjahr.
Sommerraps bildet im Gegensatz zur Winterform keine Blattrosette, sondern beginnt nach der Keimung sofort mit der Bildung von langgestreckten Trieben. Die Sommerform des Rapses
14 weist kürzere Vegetationszeiten, schwächer entwickelte Einzelpflanzen und einen geringeren Fettgehalt auf. Bei dieser Form kommt es auch zu stärkeren Schwankungen im Ertrag.
Aufgrund der Ertragsvorteile überwiegt in den mitteleuropäischen Ländern der Anbau von Winterraps. Sommerraps hingegen wird meist als Grünfutterpflanze verwendet. Weltweit gesehen überwiegt jedoch der Anbau der letztgenannten Rapsform. Hauptanbauländer sind Kanada und China sowie Russland, die Ukraine und das Baltikum (Alpmann et al., 2006, S.95).
3.1.3 Entwicklung des Anbaus
Raps entstand durch spontane Kreuzung von Rübsen (Brassica rapa) und Wildkohl (Brassica oleracea). Dieses Ereignis fand vermutlich im Mittelmeerraum statt, in dem Rübsen und Wildkohl nebeneinander vorkommen (Alpmann et al., 2006, S.94). Bei der Kreuzung waren nur Kulturformen beider Eltern beteiligt, weshalb es keine Wildform des Rapses gibt
(Miedaner, 2014). Raps wird als amphidiploider Bastard bezeichnet, da in seinem
Chromosomensatz sowohl der vollständige Chromosomensatz von Brassica rapa als auch der von Brassica oleracea enthalten ist (Alpmann et al., 2006, S.94).
Frühe Aufzeichnungen zeigen, dass Raps bereits 4000 Jahre vor Christus in Indien genutzt wurde. 2000 Jahre später verbreitete sich die Pflanze weiter bis nach China und Japan. Die Kultivierung von Raps nördlich der Alpen begann vermutlich erst im 13. Jahrhundert (Alpmann et al., 2006, S.94).
3.1.4 Standortansprüche der Rapspflanze
Die Rapspflanze bevorzugt ein niederschlagsreiches, maritimes Klima mit ganzjährig gemäßigten Temperaturen. Ein kühles Frühjahr gefolgt von einem mäßig warmen Sommer wirkt sich positiv auf die Ertragsbildung aus (Alpmann et al., 2006, S.86). Neben der
Temperatur spielt auch die Wasserversorgung eine wichtige Rolle. Da sich Raps schnell und stark entwickelt, benötigt er einen reichlichen Wasservorrat und eine hohe Luftfeuchtigkeit (Löw, 2003, S.13). Durch sein gut entwickeltes Wurzelsystem ist er aber auch bei
unregelmäßigen Niederschlägen anbaufähig.
Empfindlich reagiert Raps jedoch auf Staunässe oder Bodenverdichtung, welche die Durchwurzelbarkeit des Bodens vermindern (Alpmann et al., 2006, S.85).
Die Ansprüche der Rapspflanze an die Bodenbeschaffenheit sind gering. Die Pflanze weist auf schweren, aber auch auf mittleren und leichten Standorten ein großes Anbaupotential auf.
15 Auf leichten Böden bedarf es allerdings eines höheren Kontrollaufwandes bezüglich Wasser- und Nährstoffversorgung. Die geringeren Reserven an Nährstoffen von leichten Böden müssen durch verstärkte Düngung ausgeglichen werden. Des Weiteren kommt es hier zu einem früheren und verstärkten Auftreten von Schädlingen und Krankheiten, da sich diese Art von Boden schneller erwärmt. Schwerere Böden wie Niederungslagen oder
Schwarzerdeböden eignen sich für den Anbau besonders gut (Alpmann et al., 2006, S.84).
3.1.5 Anbau
Als Vorfrüchte des Rapses dienen Pflanzen, die das Feld früh räumen. Hier kommen beispielsweise Winter- und Sommergerste in Frage. Der Raps selbst kann als Vorfrucht für Winterfrüchte eingesetzt werden, da Raps früh geerntet wird. Damit das Auftreten von Krankheiten und Schädlingen minimiert wird, sollte Raps nur alle fünf Jahre auf demselben Feld angebaut werden.
Raps ist erntereif, wenn die Körner glänzend schwarz sind, bei Bewegung der Schoten darin rascheln und sich nicht mehr zwischen den Fingern zerdrücken lassen. Bei einer optimalen Erntefeuchte von 8-12 % sind die Schoten gelblich gefärbt und trocken (Löw, 2003, S.14).
3.1.6 Rapsöl
3.1.6.1 Beschreibung
Raffiniertes Rapsöl ist gelbstichig, fast farblos, wohingegen unraffiniertes Öl bräunlich gelb ist. Auch beim Geruch unterscheidet sich das leicht grüne, frisch und stechend riechende raffinierte von dem nussig, fruchtig riechenden unraffinierten Rapsöl (Krist, 2013, S.667). Es ist bei kühler, dunkler Lagerung bis zu zwölf Monate haltbar (Roth und Kormann, 2000, S.146).
3.1.6.2 Verwendung
Rapsöl gehört zu den besonders häufig verwendeten Speiseölen. Es wird überwiegend raffiniertes Rapsöl angeboten, welches geschmacksneutral und hoch erhitzbar ist. Dieses Öl eignet sich sehr gut zum Braten, Grillen oder Frittieren. Auch in der kalten Küche findet es vor allem dann Verwendung, wenn das Eigenaroma der anderen Zutaten zur Geltung kommen soll. Als Anwendungsbeispiele wären hier Mayonnaise und Kräutersaucen zu nennen.
16 Raffiniertes Rapsöl ist etwa 18 Monate haltbar, unraffiniertes hingegen nur sechs Monate (Löw, 2003, S.134).
Rapsöl hat nicht nur eine wichtige Bedeutung in der Küche und in der Lebensmittelindustrie, sondern wird auch als Kraftstoff und für die Biodieselherstellung verwendet. Darauf soll im Kapitel 10 „Einsatzmöglichkeiten von Ölpflanzen und daraus gewonnenen Ölen und Fetten“
näher eingegangen werden.
3.1.6.3 Fettsäurezusammensetzung
Raps weist einen besonders hohen Gehalt an einfach ungesättigten Fettsäuren (Ölsäure) auf.
Der Anteil an mehrfach ungesättigten Fettsäuren ist dementsprechend mit 28,8 % eher gering.
Rund 20 % der Fettsäuren stellen Linolsäure dar (Löw, 2003, S.105).
Bei der Fettsäurezusammensetzung ist auch die Tatsache erwähnenswert, dass heutzutage immer mehr Qualitätszüchtungen stattfinden, bei denen die Pflanzen neue, verbesserte Eigenschaften erhalten. So haben es Züchter geschafft, das Fettsäuremuster des Rapses so zu verändern, dass ein begehrtes Nahrungsmittel daraus wurde. Unveränderter Raps enthält hohe Anteile an Erucasäure (45-50 %), die dazu führt, dass das Fett sehr schnell ranzig wird
(Miedaner, 2014). Des Weiteren zeigten Beobachtungen im Tierversuch, dass die Fütterung von Ratten mit Rapsöl mit hohen Gehalten an Erucasäure bei den Tieren zu Herzverfettung und Nekrosen führte. Diese Auswirkungen wurden bei Menschen und Schweinen nicht beobachtet. Neu gezüchtete Raps-Sorten enthalten statt Erucasäure erhöhte Mengen an Ölsäure und Linolsäure (Baltes, 2000). Diese grundlegenden Veränderungen der Fettsäurezusammensetzung sind auf den kanadischen Wissenschaftler R. K. Downey
zurückzuführen. Er entdeckte einzelne Pflanzen einer alten deutschen Sommerrapssorte, deren Samen kaum Erucasäure, dafür mehr Ölsäure enthielten. Aus dieser Mutterpflanze wurden neue Sorten entwickelt, die ab 1971 großflächig angebaut wurden. Vertrieben wurden sie unter dem Markennamen Canola, was für Canadian oil, low acid, steht. Heute wird dieser Markenname in ganz Nordamerika für Raps verwendet (Miedaner, 2014).
Ab 1967 wurden weitere bedeutende Züchtungen vorgenommen. Dabei wurden die scharf schmeckenden Senföle, sogenannte Glucosinolate, größtenteils aus der Pflanze entfernt, damit die Pressrückstände der Rapsölherstellung als Viehfutter eingesetzt werden konnten. Die Züchtungen gingen von einer polnischen Sommerrapssorte namens Bronowski aus. Seit 1988 werden praktisch nur mehr Rapssorten angebaut, die erucasäurefrei und glucosinolatarm sind.
Diese Sorten werden als Doppel-0-Sorten bezeichnet (Miedaner, 2014).
17 00-Raps enthält ungefähr 61 % Ölsäure, 20 % Linolsäure, 11 % Linolensäure und 1,5 % Eicosensäure. Gesättigte Fettsäuren sind mit rund 6,5 % vertreten. Hiervon sind 4,5 % Palmitinsäure, 1,5 % Stearinsäure, 0,5 % Arachinsäure und 0,2 % Behensäure. Diese Fettsäurezusammensetzung ist laut ErnährungswissenschaftlerInnen besser als die von anderen Pflanzenölen und wird als ideal für Ernährungszwecke angesehen (Spasibionek, 2006).
3.2 Soja - Glycine max
3.2.1 Die Sojapflanze
Die Sojabohne Glycine max gehört zur Familie der Schmetterlingsblütler (Fabaceae). Ihre Wildform Glycine soja (Glycine ussuriensis) stammt aus Ostasien.
Die einjährige Kulturpflanze erreicht eine Wuchshöhe von ungefähr einem Meter. Sie besitzt einen dünnen, stark behaarten Stängel, an dem die langstieligen, dreizähligen Laubblätter sitzen. In den unscheinbaren, kurz gestielten, violetten oder weißen Blüten sind die zehn Staubblätter zu einer Röhre verwachsen (Fischer et al., 2008).
Nach der vorherrschenden Selbstbefruchtung
entwickeln sich aus den Blüten borstig behaarte Hülsen mit einer Länge von 3 bis 4 cm. In ihnen sind 2 bis 3, meist gelbe, Samen enthalten (Abb. 3). Diese
Sojabohnen enthalten durchschnittlich 33-40 % Eiweiß, 17-21 % Rohfett und 30 %
Kohlenhydrate. Das Eiweiß weist eine besonders gute Wertigkeit auf, weshalb die Sojabohne nicht nur als Viehfutter, sondern auch für die menschliche Ernährung eingesetzt wird (Lembacher, 2010). Als Ölpflanze hat Soja weltweit den höchsten Stellenwert, in Österreich ist es sowohl mengen- als auch
flächenmäßig auf Platz 2 der kultivierten Ölfrüchte.
Abb. 3:Sojaa)ReifeHülsenfrüchte.
b) Samen (Lieberei et al., 2007).
18 An den Wurzeln der Sojabohnenpflanze, aber auch an jenen anderer Schmetterlingsblütler, befinden sich mit dem freien Auge sichtbare Wurzelknöllchen. Diese beherbergen die symbiontischen Knöllchenbakterien, die in der Lage sind, Luftstickstoff zu fixieren und an Wirt und Boden abzugeben. Daher werden Fabaceae häufig zur Bodenverbesserung angebaut (Fischer et al., 2008).
3.2.2 Entwicklung des Anbaus
Schon 2000 v. Chr. wurde die Sojabohne in chinesischen Urkunden erwähnt. In Europa wird diese Pflanze seit Mitte des 18. Jhd. in botanischen Gärten kultiviert. Die heutigen
Hauptanbaugebiete sind die USA, Brasilien und Argentinien sowie China und Japan. In Europa befinden sich große Anbauflächen in Rumänien und Italien (Löw, 2003, S.53).
3.2.3 Standortansprüche der Sojapflanze
Sojapflanzen benötigen ein feucht-warmes Klima, um optimal wachsen zu können. Zur Ausbildung der Wurzelknöllchen sollte der Boden locker, gut durchlüftet und feucht sein. Da die Stickstofffixierung erst nach dem Ausbilden der Wurzelknöllchen möglich ist, sollten in der Zeit davor stickstoffarme Böden mit Reinstickstoff gedüngt werden.
Der Boden sollte eine gute Wasserhaltefähigkeit besitzen und sein pH-Wert im schwach sauren Bereich liegen (Lembacher, 2010).
3.2.4 Anbau
Zum Zeitpunkt der Aussaat sollte die Bodentemperatur 10 °C in 5 cm Tiefe betragen. Dies ist, je nach Lage und Witterung, etwa Mitte April bis Anfang Mai der Fall. Eine zu späte Aussaat könnte dazu führen, dass die Blütenbildung ausbleibt (Lembacher, 2010). Bei der
Sojabohnenpflanze handelt es sich nämlich um eine Kurztagspflanze, die nur dann blüht, wenn die Tage weniger als eine kritische Länge haben. Solche Pflanzen blühen im Spätsommer oder im frühen Herbst (Murray, 2007).
Eine Bestandsdichte von 40 bis 60 Pflanzen pro m² ist für die Sojabohne ideal. Diese variiert aber von Sorte zu Sorte. Beim Anbau von Sojabohnenpflanzen ist auch die Saattiefe für den Ernteerfolg ausschlaggebend, welche 3 bis 4 cm betragen sollte. Größere Saattiefen sollten jedoch vermieden werden, da sich die Kotyledonen der Pflanze epigäisch (oberirdisch) entfalten (Lembacher, 2010).
19 An die Vorfrucht stellt die Sojabohne keine besonderen Ansprüche, der Anbau zwischen Getreidearten ist jedoch empfehlenswert. Die Pflanze ist selbstverträglich, sollte jedoch, zum Schutz vor der Pilzerkrankung Sklerotinia, im Abstand von vier bis fünf Jahren angebaut werden. Dabei ist zu beachten, dass auch ein Anbauabstand zu anderen für Sklerotinia anfälligen Kulturen wie Raps oder Sonnenblume eingehalten werden sollte. Das Feld sollte für den Anbau von Sojabohnen möglichst frei von Unkraut sein, da die Sojabohne als Jugendpflanze nicht besonders konkurrenzfähig ist. Nachdem die Pflanze ein gut
ausgebildetes Wurzelsystem aufweist und mit Hilfe von Wurzelknöllchenbakterien Stickstoff im Boden anreichert, ist die Sojabohne ein ausgezeichnetes Glied in der Fruchtfolge des Feldes (Lembacher, 2010).
3.2.5 Sojaöl
3.2.5.1 Beschreibung
Sojaöl ist, je nach Herstellung, ein gelbweißes bis braungelbes Öl, dessen Geruch an frisch gebackenes Brot erinnert (Löw, 2003, S.54). Kalt gepresstes Sojaöl ist bis zu neun Monate haltbar (Roth und Kormann, 2000, S.151).
3.2.5.2 Verwendung
Sojaöl ist das weltweit am meisten produzierte Öl. Neben der Verwendung als Speiseöl zum Dünsten, Braten und Frittieren wird es, da es sich leicht härten lässt, auch zur Herstellung von Margarine oder Süßwaren eingesetzt. Des Weiteren wird Sojaöl in der Kosmetik, z. B. zur Herstellung von Badeöl, benützt (Löw, 2003, S.104, 137).
3.2.5.3 Fettsäurezusammensetzung
Sojaöl besteht zu 10 % aus gesättigten Fettsäuren wie Palmitin- oder Stearinsäure. Der größte Anteil der Fettsäuren fällt mit ca. 50 % auf die ungesättigte Fettsäure Linolsäure, gefolgt von Ölsäure mit ca. 26 % und Linolensäure mit ca. 11 % (Löw, 2003, S.53f).
20 3.2.6 Soja als Eiweißlieferant
Neben der Verwendung von Soja zur Pflanzenölgewinnung kommt dieser Pflanze auch noch eine große Bedeutung als Eiweißlieferant zu. Der bei der Pressung der Sojabohnen
entstehende Presskuchen ist reich an Eiweiß und Kohlenhydraten und kann zu einer Vielzahl von Speisen verarbeitet werden. So lassen sich beispielsweise Sojamilch und Sojamehl für Brot, Backwaren und Soßen gewinnen. Durch von Bakterien bedingte Gärungsprozesse lassen sich aus Soja darüber hinaus pflanzlicher Käse wie Tempeh oder Sojaquark (Tofu) erzeugen.
Des Weiteren sind Sojabohnenkeimlinge von besonderem diätetischem Wert, da sie hohe Konzentrationen von Vitaminen enthalten (Lieberei und Reisdorff, 2012).
3.3 Die Sonnenblume - Helianthus annuus
3.3.1 Die Sonnenblumenpflanze
Helianthus annuus gehört zu der Familie der Korbblütler (Asteraceae). Wie alle Helianthus- Arten stammt auch die Sonnenblume aus Nordamerika. Sie weist meist eine einstängelige, unverzweigte Wuchsform mit nur einem Blütenkorb auf. Andere Typen neigen zur
Ausbildung von mehreren Nebenblütenständen (Löw, 2003, S.26).
Die scheibenförmigen Blütenstände erreichen einen Durchmesser von 6 bis 45 cm. Auf dem markhaltigen Blütenstandsboden sind die Einzelblüten spiralig angeordnet. Am Rand befinden sich die gelben, sterilen Zungenblüten. Innen sind die fertilen, unscheinbaren, blassgelben Röhrenblüten zu finden, aus deren unterständigen Fruchtknoten sich, nach der Bestäubung durch Insekten, die Früchte entwickeln (Lieberei et al., 2007).
Die Laubblätter von Helianthus annuus sind, mit Ausnahme der untersten Blätter,
wechselständig angeordnet. Die Laubblattspreite ist herz- bis eiförmig, zehn bis 40 Zentimeter lang und acht bis 35 Zentimeter breit (Fischer et al., 2008). Die Sonnenblume besitzt viele feine Faserwurzeln, die in große Tiefen reichen können. Die Hauptmasse der Wurzeln bleibt jedoch in der oberen Bodenschicht, weshalb die Pflanze nicht sehr fest verankert ist und es häufig zu einem Windwurf kommt (Löw, 2003, S.26).
21 Die Frucht der Sonnenblume wird Achaene genannt und
ist in Abb. 4 zu sehen. Sie besteht aus einer stark
verholzten, zweiteiligen Fruchtwand und dem Keimling.
Sie ist eiförmig, 7,5-17 mm lang, 9 mm breit und 2 bis 2,5 mm dick. Meistens ist eine flaumige Behaarung
festzustellen. Die Früchte können, je nach Form, in drei Gruppen unterteilt werden: Normale Früchte, welche doppelt so lang wie breit sind sowie kurze und lange. Die Farbe der Samenschale kann zwischen elfenbeinweiß und violett-schwarz liegen, wobei die graue Farbe sehr weit verbreitet ist. Die Farbe ist häufig in Streifen auf der Fruchtschale verteilt (Löw, 2003, S.27).
Abb.4: Fruchtstand der Sonnenblume a) Fruchtstand. b) Ausschnitt: Einzelfrüchte in Aufsicht. c) Achaene in der Seitenansicht (Lieberei et al., 2007).
Der Schalenanteil der Sonnenblumenachaene liegt zwischen 25 und 50 %. Die Fruchtwand lässt sich der Länge nach teilen, wodurch der Keimling dann leicht herausgelöst werden kann.
Der Keimling besteht aus dem eher kleinen Embryo und den beiden großen Keimblättern, die den Hauptanteil des Öls enthalten. Der Ölgehalt der Früchte liegt, je nach Sorte, zwischen 42 und 63 % (Löw, 2003, S.27).
3.3.2 Entwicklung des Anbaus
Die Heimat der Sonnenblume ist die Westküste des amerikanischen Kontinents. Besonders in Mexiko und Peru waren die Wildformen stark vertreten. Um 1570 kam die Sonnenblume von Mexiko nach Europa, wo sie anfänglich nur als Zierpflanze verwendet wurde (Löw, 2003, S.27). Obwohl sie bereits von den Einheimischen Amerikas als Nutzpflanze angebaut wurde, wurde ihre Bedeutung als Ölpflanze erst um 1830 im Süden Russlands wiederentdeckt (Lieberei et al., 2007).
22 3.3.3 Standortansprüche der Sonnenblume
Sonnenblumen haben ein großes Wärmebedürfnis, sind in ihren Ansprüchen an Feuchtigkeit aber bescheiden. Sie sind starke Nährstoffzehrer, weshalb reichlich gedüngt werden muss (Lieberei et al., 2007).
Auf Grund ihres Bedürfnisses an Wärme wird die Pflanze zur Samengewinnung
hauptsächlich in den südlichen und südöstlichen Teilen Europas angebaut. Im kontinentalen Klima reicht der Anbau weiter nach Norden (Löw, 2003, S.27). Zum Zeitpunkt der Aussaat sollte die Bodentemperatur mindestens sieben Grad erreichen. Als junge Pflanzen vertragen Sonnenblumen Spätfröste bis -5 °C, während der Vegetationszeit sollten 150 Tage frostfrei sein (Kaltschmitt und Hartmann, 2001).
3.3.4 Anbau
Die richtige Saatzeit der Sonnenblume liegt vor dem 10. April. Die Aussaat der
Sonnenblumensamen erfolgt meist mit pneumatischen Einzelkornsämaschinen in Reihen (Lembacher, 2010). Die Saatweite ist hier, je nach Sorte, verschieden. Kleinsamige Sorten benötigen einen Reihenabstand von 30 bis 45 cm, bei großwüchsigen Sorten sollte der Abstand größer sein (Roth und Kormann, 2000, S.69).
Die angestrebte Pflanzenzahl liegt bei 50000 bis 60000 Pflanzen pro Hektar Anbaufläche.
Niedrigere Bestandsdichten werden von den Sonnenblumenpflanzen meist durch Vergrößerung der Blütenkörbe ausgeglichen, wohingegen höhere Bestandsdichten zu größeren Wuchshöhen führen, was die Lageranfälligkeit erhöht. Dies bedeutet, dass die Pflanzen bei Sturm leichter umknicken.
Die optimale Saattiefe der Sonnenblumen liegt bei drei bis fünf Zentimetern und ist abhängig von der Bodenbeschaffenheit. Es ist wichtig, darauf zu achten, dass die Samen Anschluss an die feuchten Bodenschichten erhalten.
Die Ernte erfolgt, je nach Lage und Witterung, zwischen Ende August und Mitte Oktober. Zu diesem Zeitpunkt sind die Blütenkörbe braun gefärbt, die Kerne sind freiliegend und die untersten Laubblätter sind vertrocknet (Lembacher, 2010). Bei kleinen Sorten mit einer Wuchshöhe bis zu einem Meter werden die Fruchtstände maschinell geerntet und gedroschen.
Bei höheren Wuchsformen werden sie von Hand abgeschnitten und nach dem Trocknen entkernt (Lieberei et al., 2007).
Bezüglich ihrer Vorfrucht ist die Sonnenblume nicht wählerisch. Häufig wird sie nach
Getreide oder Mais angebaut (Lembacher, 2010). Pflanzen wie z. B. Leguminosen, die große
23 Mengen Stickstoff im Boden hinterlassen, sollten als Vorfrüchte vermieden werden. Des Weiteren weisen Sonnenblumen eine Selbstunverträglichkeit auf, für die zum größten Teil die Sklerotienkrankheit verantwortlich ist. Auf Grund dieser Pilzerkrankung sollte der
Anbauabstand zwischen den Sonnenblumen und anderen Wirtspflanzen wie etwa Raps, mindestens vier Jahre betragen (Kaltschmitt und Hartmann, 2001). Bei der
Sklerotienkrankheit, auch Sclerotinia genannt, handelt es sich um eine durch den Pilz
Sclerotinia sklerotiorum verursachte Krankheit vieler Kulturpflanzen. Erste Symptome dieser Krankheit an jungen Sonnenblumen sind Kümmerwuchs und Welkerscheinungen. Darüber hinaus sind Einschnürungen an der Stängelbasis typisch. Bei einer Infektion in einem späteren Entwicklungsstadium ist meist das Wachstum der Pflanze eingeschränkt. Im Inneren des Stängels sind das weiße Myzel des Pilzes sowie schwarze Körner, die sogenannten Sklerotien, sichtbar. Diese verbleiben mit Ernteresten im Boden und sind noch nach bis zu fünf Jahren infektiös. Dies erklärt den benötigten Anbauabstand zwischen Sonnenblumen untereinander und zu anderen Wirtspflanzen (Dercks, o.J.).
3.3.5 Sonnenblumenöl
3.3.5.1 Beschreibung
Sonnenblumenöl weist eine hellgelbe Farbe auf. Sein Geruch ist aromatisch fettig, nussig, mit einer Röstnote. Das Öl ist bei kühler, dunkler Lagerung etwa neun Monate haltbar. Auf Grund des Herstellungsprozesses, bei dem die Schale der Samen mit verarbeitet wird, enthält das Öl Wachse, die bei kühler Lagerung zu einer Trübung des Öls führen können. Dies sollte nicht als Verderb oder Verunreinigung gewertet werden (Krist, 2013, S.767).
3.3.5.2 Verwendung
Das Sonnenblumenöl ist eines der am häufigsten verwendeten pflanzlichen Öle in Europa. Es eignet sich zum Dünsten, Braten und Frittieren sowie für die kalte Küche. Nicht nur als Speiseöl, sondern auch in der Kosmetik und der Therapie findet es Verwendung. Die leicht blutgerinnungsfördernde Wirkung und die unterstützende Wirkung bei der Neubildung von Geweben führen zu einer Anwendung in Wundsalben (Löw, 2003, S.113, 138).
24 3.3.5.3 Fettsäurezusammensetzung
Im Zusammenhang mit der Fettsäurezusammensetzung ist zu erwähnen, dass grundsätzlich zwei Sorten von Öl unterschieden werden. Das traditionelle Sonnenblumenöl weist rund 65 % Linolsäure, 20 % Ölsäure, 11 % gesättigte Fettsäuren und 5 % Stearinsäure auf. Bei den High- Oleic-Sorten wurde der Gehalt an Ölsäure durch Züchtung auf über 80 % angehoben (Löw, 2003, S.100).
3.4 Echter Lein - Linum usitatissimum
3.4.1 Die Leinpflanze
Lein gehört zur Familie der Leingewächse (Linaceae). Zur Gattung Linum gehören ca. 100 Arten, wobei nur Linum usitatissimum Bedeutung als Kulturpflanze erlangt hat. Lein wird als Faser-, Öl- und Arzneipflanze verwendet. Bei guten Standortbedingungen kann der Faserlein eine Höhe von bis zu 1,5 Metern erreichen (Löw, 2003, S.48).
Die Blüte des Echten Leins ist fünfzählig mit meist blauen bis lilablauen Kronblättern. Diese sind manchmal seitlich aneinander haftend, aber nicht miteinander verwachsen. Die
Laubblätter sind meist wechselständig angeordnet, ungeteilt und ganzrandig. Der Stängel ist zumeist nur im oberen Drittel verzweigt (Fischer et al., 2008).
An der Spitze befindet sich die rispige Infloreszenz, welche über mehrere Wochen täglich neue Blüten öffnet. Die Blütenblätter fallen dabei bereits zu Mittag ab. Die fünf Fruchtblätter sind synkarp zu einem Fruchtknoten verwachsen. Durch fünf falsche Scheidewände ist dieser in zehn Kammern geteilt, in der sich je eine Samenanlage befindet. Nach der
Selbstbefruchtung wächst der Fruchtknoten zu den erbsengroßen Kapselfrüchten mit meist 6- 7 Samen heran (Lieberei et al., 2007). Die Größe der Kapseln ist von Sorte zu Sorte
unterschiedlich. So besitzt beispielsweise der Öllein größere Kapseln als der Faserlein. Die Leinsamen sind langoval und flach gedrückt mit einer glänzenden Schale (Abb. 5). Die äußerste Schicht der Samenschale kann bei Flüssigkeitszufuhr stark aufquellen und große Schleimmassen bilden (Löw, 2003, S.48).
25 Abb. 5: Linum usitatissimum. a) Reife Kapseln. b) Samen (Lieberei et al., 2007).
3.4.2 Entwicklung des Anbaus
Die zweifache Nutzung des Leins (als Öl- und als Faserpflanze) erschwert die
Zurückverfolgung des Leinanbaus. Lein stammt aus Südwestasien und Nordafrika und ist eine der ältesten Kulturpflanzen (Löw, 2003, S.48). Sie wurde bereits vor 6000 bis 8000 Jahren von den Ägyptern angebaut, die bekanntlich ihre Toten in Leinengewebe hüllten. Sogar bereits in der Jungsteinzeit sollen die Menschen in der heutigen Schweiz die Pflanze kultiviert haben (Lieberei et al., 2007).
3.4.3 Standortansprüche der Leinpflanze
Auf Grund ihrer kurzen Vegetationszeit von 100-120 Tagen und ihres intensiven Wachstums benötigt die Leinpflanze viel Wasser. Der Ölgehalt der Samen ist umso höher, je besser die Pflanze mit Wasser versorgt wurde. Herrschen zu der Zeit der Reife zusätzlich noch kühle Temperaturen, steigt der Anteil an ungesättigten Fettsäuren. Auch die Art der Düngung beeinflusst den Gehalt an ungesättigten Fettsäuren. So wird dieser durch Stickstoffdüngung herabgesetzt, durch Kalidüngung jedoch angehoben.
Neben der Wassermenge ist auch die Temperatur für das Wachstum der Leinpflanze wichtig.
Diese sollte bei 18 bis 20 °C liegen. An die Bodenbeschaffenheit stellt Lein keine großen Ansprüche (Löw, 2003, S.48).
26 3.4.4 Anbau
Lein wird häufig nach den Vorfrüchten Raps und Rübsen angebaut. Er selbst ist ebenfalls eine gute Vorfrucht, jedoch mit sich selbst unverträglich (Löw, 2003, S.48). Um Krankheiten und Abbauerscheinungen (Leinmüdigkeit) zu umgehen, sollte Lein nicht öfter als alle sechs Jahre auf dem selben Feld angebaut werden. Die Aussaat sollte spätestens Mitte April erfolgen.
Dabei sollten 450 bis 550 keimfähige Samen je Quadratmeter abgelegt werden, was einen Ertrag von 50 bis 60 kg pro Hektar ergibt. Reifen Lein erkennt man daran, dass die
Leinsamen in den braunen Kapseln beweglich sind und beim Schütteln ein Geräusch zu hören ist. Der Stängel ist zum Zeitpunkt der Reife meist dunkelbraun, die Blätter abgefallen (Köppl, 2015). Zur Ernte werden die Pflanzen von Hand oder maschinell aus dem Boden gezogen.
Dies wird als Raufen bezeichnet. Zum Trocknen werden die Pflanzen in Bündeln aufgestellt oder flach ausgebreitet und anschließend gedroschen (Lieberei et al., 2007). Die Leinsamen lassen sich nur bei einem Feuchtigkeitsgehalt von unter 12 % lagern, da ansonsten das enthaltene Öl ranzig wird (Köppl, 2015).
3.4.5 Leinöl
3.4.5.1 Beschreibung
Bei Leinöl handelt es sich, je nach Herstellung, um ein gold-gelbes bis gelblich-braunes Öl.
Sein Geruch wird als würzig, nach Heu riechend, beschrieben. Frisches Leinöl schmeckt leicht nussig, bei längerer Lagerung wird es bitter (Krist, 2013, S.417). Das Öl wird schnell ranzig. Es ist im Kühlschrank etwa zwei Monate lang haltbar und sollte in dunklen, luftdicht schließenden Flaschen aufbewahrt werden (Krist, 2013, S.422).
3.4.5.2 Verwendung
Leinöl wird sowohl in der kalten Küche als auch für die Hautpflege, bei trockener, rissiger Haut, verwendet. Das Öl der Leinsamen hat eine schmerzstillende, zellregenerierende und entzündungshemmende Wirkung (Löw, 2003, S.113ff, 127). Als Rohstoff in der Industrie, z. B. zur Herstellung von Ölfarben und zur Imprägnierung von Holz, wird es jedoch häufiger eingesetzt (Krist, 2013, S.424).
27 3.4.5.3 Fettsäurezusammensetzung
Leinöl gehört zu den Ölen mit sehr hohem Gehalt an mehrfach ungesättigten Fettsäuren. Ihr Anteil liegt bei 67,4 %, gefolgt von 22,1 % einfach ungesättigten Fettsäuren und 10,8 % gesättigten Fettsäuren. Der Gehalt an α-Linolensäure, einer mehrfach ungesättigten Fettsäure, ist besonders hoch (Löw, 2003, S.99ff).
3.4.6 Faserlein
Neben der Ölgewinnung spielt auch die Fasergewinnung aus Linum usitatissimum eine wichtige Rolle. Dabei ist anzumerken, dass die disruptive Selektion während der
Domestizierung von Linum usitatissimum subsp. usitatissimum in der Ausbildung von Typen von Lein, die zur Nutzung der Fasern oder der Samen dienen, resultierte. Kulpa und Danert schlugen eine Unterscheidung von vier innerartlichen Gruppen, sogenannten Convarietäten, vor. Diese umfassen den Springlein Linum usitatissimum convar. crepitans, den Faserlein Linum usitatissimum elongatum, den Öllein Linum usitatissimum mediterraneum und den Öl- Faser-Lein (Kombinationslein) Linum usitatissimum usitatissimum (Diederichsen und Fu, 2006). Im Gegensatz zu Linum usitatissimum mediterraneum liegt beim Faser- oder
Kombinationslein der Produktionsschwerpunkt auf der Fasererzeugung. Phänotypisch lässt sich der Faserlein durch die geringer verzweigte Infloreszenz unterscheiden. Die Fasern werden aus den Sprossachsen dieser krautigen Pflanze gewonnen (Lieberei et al., 2007).
3.5 Ölkürbis - Cucurbita pepo oleifera/styriaca
3.5.1 Der Ölkürbis
Der Kürbis ist ein einjähriges, meist rankendes Gewächs aus der Familie der Kürbisgewächse (Cucurbitaceae). Die Gattung Cucurbita umfasst ca. 20 Arten, von denen fünf als
Kulturpflanzen verwendet werden (Löw, 2003, S.45). Die in Europa heutzutage am häufigsten angebauten Arten sind Cucurbita pepo (Anm. d. Verf.: Gewöhnlicher Kürbis, Gartenkürbis) und Cucurbita maxima (Anm. d. Verf.: Riesen-Kürbis) (Ebermann und Elmadfa, 2011).
Die Kürbisarten lassen sich des Weiteren in Sommer- und Winterkürbis unterteilen. Erstere werden im Sommer unreif, mit noch harter Schale, geerntet. Winterkürbisse werden erst im Herbst geerntet. Die reifen Früchte werden auf dem Feld ausgebreitet und reifen in der Sonne noch bis zu zwei Wochen nach. Bei den Sommerkürbissen handelt es sich meist um
28 Varietäten von Cucurbita pepo, Winterkürbisse sind meist Varietäten von Cucurbita maxima (Ebermann und Elmadfa, 2011). Cucurbita pepo ist eine einhäusige (monözische) Pflanze und besitzt sowohl weibliche als auch männliche Blüten (Murray, 2007).
Bei der Kürbisfrucht, die in Abb. 6 zu sehen ist, handelt es sich botanisch um eine Beere (Fischer et al., 2008). Sie besteht aus einer etwa 5 mm dicken, mehr oder weniger stark verholzten Außenwand, die das 10 bis 50 cm dicke Fruchtfleisch umgibt. In ein
schwammartiges Gewebe in der Mitte der Beere sind die 12 bis 16 mm langen und 8 bis 12 mm breiten Samen eingebettet (Löw, 2003, S.45).
Das Besondere an Cucurbita pepo var. oleifera (Anm. d.
Verf.: auch var. styriaca) ist, dass die Samenschale nicht verholzt. Die Samen werden als „schalenlos“ bezeichnet und zur Herstellung von (steirischem) Kürbiskernöl verwendet (Fischer et al., 2008).
Abb. 6: Frucht des Gartenkürbis (Cucurbita pepo). a) Ganze Frucht. b) Frucht im Querschnitt (Lieberei et al., 2007).
3.5.2 Entwicklung des Anbaus
Das Heimatgebiet der Kürbisarten reicht vom südlichen Nordamerika bis Südamerika.
Ausgrabungen von Indianersiedlungen zeigten, dass dort bereits vor 7000 Jahren Kürbisse kultiviert wurden (Brüchner, 1977). Von Amerika aus gelangte der Kürbis nach Europa, Asien und Afrika. Laut Kräuterbüchern aus dem 16. Jh. war der Kürbis bereits zu dieser Zeit in Deutschland vertreten. Erst im 18. Jh. kam er nach Frankreich und Italien, im 19. Jh. nach Russland (Löw, 2003, S.45).
29 3.5.3 Standortansprüche des Ölkürbis
Der Kürbis stellt keine besonderen Ansprüche an den Boden. Am besten geeignet sind dungkräftige Böden mit genügend hohem Gehalt an Feinerde und Kalk (Löw, 2003, S.45).
Die Böden sollten für das Wasser durchlässig sein, da zu schwere, nasse Standorte zu
Mindererträgen und im Herbst zu Fäulnis führen können. Der Boden-pH-Wert sollte im leicht sauren bis neutralen Bereich liegen (Plösch, o.J.).
Größere Ansprüche stellt die Pflanze an das Klima. Der Kürbis ist frostempfindlich und benötigt ausreichend große Niederschlagsmengen (Löw, 2003, S.45f).
3.5.4 Anbau
Der Anbau des Kürbisses sollte im letzten Aprildrittel bis spätestens Anfang Mai erfolgen. Es hat sich gezeigt, dass die Ausbringung der gesamten Menge an Dünger vor dem Anbau zu den höchsten Erträgen führt. Damit die Kürbisse Fäulnis und Blattkrankheiten besser tolerieren, sollte die Stickstoffgabe niedrig, die Kaligabe hoch gehalten werden. Die Erträge lassen sich durch mehrjährige Anbauabstände und die Einarbeitung der Ernterückstände erhöhen (Plösch, o.J.).
Die Ernte sollte im Spätherbst erfolgen. In kleinen Anbaugebieten wird noch mit der Hand geerntet, in größeren werden spezielle Ernte- und Entsamungsmaschinen verwendet (Löw, 2003, S.46).
3.5.5 Kürbiskernöl
3.5.5.1 Beschreibung
Das kaltgepresste Öl hat, auf Grund von Chlorophyll, eine grüne Farbe. Bei höherer
Temperatur zersetzt sich der grüne Farbstoff und das Öl erscheint braungrün. Kürbiskernöl wird nicht raffiniert (Ebermann und Elmadfa, 2011). Der Geruch ist intensiv nussig (Krist, 2013, S.400). Es ist gekühlt bis zu zwölf Monate haltbar (Roth und Kormann, 2000, S.131).
3.5.5.2 Verwendung
Kürbiskernöl wird vor allem als Speiseöl verwendet, findet aber auch bei der Seifenherstellung und in der Kosmetik Verwendung (Löw, 2003, S.47).
30 3.5.5.3 Fettsäurezusammensetzung
Kürbiskernöl weist einen hohen Gehalt an mehrfach ungesättigten Fettsäuren (48,7 %) auf (Löw, 2003, S.101). Die wichtigsten enthaltenen Fettsäuren sind die Linolsäure (54 %), die Ölsäure (24 %) und die Palmitinsäure (16 %) (Ebermann und Elmadfa, 2011).
3.5.5.4 Steirisches Kürbiskernöl
„Steirisches Kürbiskernöl“ g.g.A. (Anm. d. Verf.: geschützte geographische Angabe) darf sich laut Verordnung (EG) Nr. 510/2006 des Rates zum Schutz von geografischen Angaben und Ursprungsbezeichnungen für Agrarerzeugnisse und Lebensmittel nur ein solches nennen, dessen Ausgangsprodukt die schalenlosen Samen von Cucurbita pepo var. styriaca sind. Der Anbau der verwendeten Kürbisse ist in Österreich auf die Bezirke Deutschlandsberg,
Feldbach, Fürstenfeld, Graz-Umgebung, Hartberg, Leibnitz, Radkersburg, Voitsberg, Weiz, Jennersdorf, Güssing, Oberwart, Hollabrunn, Horn, Mistelbach, Melk, Gänserndorf
(eingeschränkt auf den Gerichtsbezirk Zistersdorf) und Korneuburg-Stockerau (eingeschränkt auf den Gerichtsbezirk Stockerau) beschränkt. Die Pressung der Kerne muss mit traditionellen Pressverfahren ohne Raffination stattfinden und obliegt den Bezirken Deutschlandsberg, Feldbach, Fürstenfeld, Graz-Umgebung, Hartberg, Leibnitz, Radkersburg, Voitsberg, Weiz sowie den Gebieten Jennersdorf, Güssing und Oberwart im südlichen Burgenland
(Patentamt.at, o.J.).
31
4. Anbau von Ölpflanzen
4.1 Der Anbau von Ölpflanzen in Österreich
In Österreich wurden im Jahr 2013 rund 1,35 Mio. Hektar Ackerland bewirtschaftet. Die unten stehende Abb. 7 zeigt die Fruchtartenverteilung in Österreich in jenem Jahr. Es ist zu erkennen, dass von den 1.353.967 Hektar Ackerland 10,7 % für den Anbau von Ölfrüchten verwendet wurden. Das entspricht einer Fläche von rund 144.000 Hektar. Davon wurden allein für den Anbau von Winter- und Sommerraps, Rübsen, Sonnenblumen, Sojabohnen, Mohn und Ölkürbis zusammen 141.786 Hektar genutzt. Auf dieser Fläche wurden 342.071 Tonnen an Ölfrüchten geerntet. Davon entfielen 196.505 Tonnen auf Winterraps, 82.780 Tonnen auf Sojabohnen, 51.287 Tonnen auf Sonnenblumenkerne und 10.098 Tonnen auf Kürbiskerne (getrocknet) (Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft, 2014).
Abb. 7: Fruchtartenverteilung am Ackerland 2013
(Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft, 2014).
In Abb. 8 ist die Veränderung der Anbauflächen von Ölpflanzen von 2009 bis 2013 zu erkennen. Des Weiteren ist die Verteilung der Flächen auf die unterschiedlichen Ölpflanzen zu sehen. Raps wurde, gefolgt von Sojabohnen, flächenmäßig am meisten angebaut.
32 Abb. 8: Ölfruchtanbau von 2009-2013
(Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft, 2014).
Die große Bedeutung von Raps ist auch aus Abb. 9 ersichtlich, in der die flächenmäßig wichtigsten Feldfrüchte des Jahres 2013 in Österreich aufgezeigt werden. Winterraps erlangt in diesem Ranking mit 58.404 Hektar (196.505 Tonnen) Platz 8 (Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft, 2014).
Abb. 9: Die zehn flächenmäßig wichtigsten Feldfrüchte in Österreich im Jahr 2013 (Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft, 2014).
33 Interessant ist in diesem Zusammenhang auch die Verteilung der Anbauflächen auf die
Bundesländer Österreichs. Laut Statistik Austria befindet sich der größte Anteil der für den Anbau von Ölfrüchten (einschl. Saatgut) verwendeten Fläche in Niederösterreich,
Oberösterreich, der Steiermark und dem Burgenland. Vor allem Winterraps und Sojabohnen werden angebaut. In Niederösterreich wurden 2014 rund 30.500 Hektar für den Anbau von Winterraps verwendet. Der Sojaanbau ist im Burgenland und in Oberösterreich am stärksten vertreten und nahm eine Fläche von je über 13.000 Hektar ein. Der mit Abstand größte Teil des Ölkürbisanbaus fällt mit rund 11.700 Hektar auf die Steiermark. Dies macht rund 75 % der gesamten Anbaufläche von Ölfrüchten in der Steiermark aus. Der größte Teil des
Sonnenblumenanbaus wird in Niederösterreich betrieben. Für den Anbau von Öllein wurden 2014 in Österreich nur 824 Hektar Ackerland verwendet. Das Bundesland mit der größten Anbaufläche von Öllein ist Niederösterreich (STATISTIK AUSTRIA Bundesanstalt Statistik Österreich, o.J.).
4.2 Der Anbau von Ölpflanzen weltweit
Die weltweite Anbaufläche von Soja, Raps, Sonnenblumen und Palmen betrug im Jahr 2012 rund 181 Mio. Hektar. Davon liegen, wie in Abb. 10 ersichtlich, 18 % in den USA, 14 % in Brasilien und 11 % in Argentinien. In der EU liegen nur etwa 6 % der weltweiten
Anbaufläche.
Abb. 10: Verteilung der weltweiten Anbaufläche (~181,2 Mio. Hektar) der vier wichtigsten Ölpflanzen Soja, Raps, Sonnenblumen und Palmen im Jahr 2012
(AgrarMarkt Austria, o.J.).
34 Die gesamte Anbaufläche an Soja lag 2012 bei rund 105 Mio. Hektar. Die USA, Brasilien und Argentinien deckten davon fast 70 % ab. Raps wurde auf rund 34 Mio. Hektar angebaut. Hier sind China, Kanada und die EU Spitzenreiter. Auch beim Anbau von Sonnenblumen liegt die EU auf dem dritten Platz. Angeführt wird die Liste von Russland und der Ukraine. Von den 17 Mio. Hektar Anbaufläche für Palmölfrüchte lagen fast 63 % auf Indonesien und Malaysia.
Genauere Angaben zu den Anbauflächen sind den Tabellen 1, 2, 3 und 4 zu entnehmen.
Anbauflächen - Soja
Land Fläche (in 1000 ha)
Anteil an Gesamtfläche
USA 30.799 29,33 %
Brasilien 24.975 23,79 %
Argentinien 17.577 16,74 %
Indien 10.800 10,29 %
China 6.750 6,43 %
Sonstige 14.096 13,42 %
Gesamt 104.997 100 %
Tabelle 1: Verteilung der weltweiten Anbaufläche von Soja im Jahr 2012 (AgrarMarkt Austria, o.J.).
35 Anbauflächen - Raps
Land Fläche (in 1000 ha)
Anteil an Gesamtfläche
Kanada 8.380 24,59 %
China 7.300 21,42 %
EU-27 6.197 18,18 %
Indien 5.920 17,37 %
Australien 2.359 6,92 %
Sonstige 3.929 11,52 %
Gesamt 34.085 100 %
Tabelle 2: Verteilung der weltweiten Anbaufläche von Raps im Jahr 2012 (AgrarMarkt Austria, o.J.).
Anbauflächen - Sonnenblumen
Land Fläche (in 1000 ha)
Anteil an Gesamtfläche
Russland 6.159 24,79 %
Ukraine 5.082 20,46 %
EU-27 4.264 17,16 %
Argentinien 1.823 7,34 %
China 950 3,82 %
Sonstige 6.565 26,43 %
Gesamt 24.843 100 %
Tabelle 3: Verteilung der weltweiten Anbaufläche von Sonnenblumen im Jahr 2012 (AgrarMarkt Austria, o.J.).
36 Anbauflächen - Ölpalmen
Land Fläche (in 1000 ha)
Anteil an Gesamtfläche
Indonesien 6.500 37,69 %
Malaysia 4.360 25,28 %
Nigeria 3.250 18,85 %
Thailand 645 3,74 %
Ghana 350 2,03 %
Sonstige 2.139 12,41 %
Gesamt 17.244 100 %
Tabelle 4: Verteilung der weltweiten Anbaufläche von Ölpalmen im Jahr 2012 (AgrarMarkt Austria, o.J.).
Bei der weltweiten Ölsaatenproduktion nehmen, wie in Abb. 11 ersichtlich, allein 4 Länder weit über 50 % ein. Durch den hohen Anteil an Palmölfrüchten an den weltweit erzeugten Ölfrüchten liegt Indonesien mit 19 % an der Spitze der wichtigsten Produktionsländer. Auf Platz zwei liegt mit nur 3 % weniger Malaysia, gefolgt von den USA auf Platz 3. An vierter Stelle ist Brasilien zu nennen. Die EU nimmt nur 5 % der weltweiten Produktion der
wichtigsten Ölpflanzen ein.
37 Abb. 11: Verteilung der weltweiten Produktion (~594 Mio. Tonnen) der vier wichtigsten
Ölpflanzen Soja, Raps, Sonnenblumen und Palmen auf die Anbauländer im Jahr 2012 (AgrarMarkt Austria, o.J.).
Weltweit belief sich die Produktion der vier wichtigsten Ölsaaten auf rund 594 Mio. Tonnen.
Palmölfrüchte haben daran, mit ihren geschätzten 250 Mio. Tonnen, einen Anteil von 42 %.
An zweiter Stelle liegen mit rund 242 Mio. Tonnen und ca. 41 % Sojabohnen, gefolgt von Raps mit 11 % (rund 65 Mio. Tonnen). Anders als bei der Raps-Anbaufläche steht in Bezug auf die Produktionsmenge die EU und nicht China an der Spitze. 2012 wurden hier rund 19 Mio. Tonnen Raps produziert. Die Erzeugung von Sonnenblumensaat belief sich weltweit auf rund 37 Mio. Tonnen (AgrarMarkt Austria, o.J.). Genauere Angaben zu den Erträgen sind den Tabellen 5, 6, 7 und 8 zu entnehmen.
38 Sojabohnenproduktion
Land Produktion (in 1000 t)
Anteil an Gesamtproduktion
USA 82.055 33,93 %
Brasilien 65.849 27,23 %
Argentinien 40.100 16,58 %
China 12.800 5,29 %
Indien 11.500 4,75 %
Sonstige 29.538 12,22 %
Gesamt 241.842 100 %
Tabelle 5: Verteilung der weltweiten Produktion von Soja im Jahr 2012 (AgrarMarkt Austria, o.J.).
Rapssaatproduktion
Land Produktion (in 1000 ha)
Anteil an Gesamtproduktion
EU-27 19.221 29,54 %
Kanada 15.410 23,69 %
China 14.000 21,52 %
Indien 6.776 10,42 %
Australien 3.427 5,27 %
Sonstige 6.224 9,56 %
Gesamt 65.058 100 %
Tabelle 6: Verteilung der weltweiten Produktion von Rapssaat im Jahr 2012 (AgrarMarkt Austria, o.J.).
39 Sonnenblumensaatproduktion
Land Produktion (in 1000 ha)
Anteil an Gesamtproduktion
Ukraine 8.387 23,40 %
Russland 7.993 21,34 %
EU-27 6.947 18,55 %
Argentinien 3.341 8,92 %
China 2.369 6,33 %
Sonstige 8.412 22,45 %
Gesamt 37.449 100 %
Tabelle 7: Verteilung der weltweiten Produktion von Sonnenblumensaat im Jahr 2012 (AgrarMarkt Austria, o.J.).
Palmölfrüchteproduktion
Land Produktion (in 1000 ha)
Anteil an Gesamtproduktion
Indonesien 109.000 43,68 %
Malaysia 93.925 37,64 %
Thailand 11.000 4,41 %
Nigeria 8.100 3,25 %
Kolumbien 3.820 1,53%
Sonstige 23.683 9,49 %
Gesamt 249.528 100 %
Tabelle 8: Verteilung der weltweiten Produktion von Palmölfrüchten im Jahr 2012 (AgrarMarkt Austria, o.J.).
40
5. Aufbau von Ölen und Fetten
Fette und Öle bestehen aus dem dreiwertigen Alkohol Glycerin, welcher durch die
Ausbildung von Esterbindungen mit drei Fettsäuren verbunden ist. Eine Esterbindung entsteht durch die Reaktion von Alkoholen, in diesem Fall Glycerin, mit Säuren. Da das
Glycerinmolekül drei Hydroxygruppen aufweist, können drei gleiche oder unterschiedliche Fettsäuren gebunden werden (Campbell und Reece, 2011). Abb. 12 zeigt ein
Triglyceridmolekül, bei dem Palmitinsäure (C15H31COOH), Ölsäure (C17H33COOH) und Stearinsäure (C17H35COOH) an das Glycerin gebunden sind.
Abb. 12: Grafische Darstellung eines Triglycerid-Moleküls (verändert nach: Latscha et al., 2002).
Eine Fettsäure ist eine langkettige Carbonsäure. Sie besteht aus einer aliphatischen
Kohlenwasserstoffkette, die endständig eine Carboxylgruppe (-COOH) aufweist. Fettsäuren sind auf Grund ihrer aliphatischen Kohlenwasserstoffkette hydrophob. Es können keine Wasserstoffbrückenbindungen zu Wassermolekülen gebildet werden, weshalb Fette und Öle nicht in Wasser löslich sind (Campbell und Reece, 2011).
In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass neben den oben beschriebenen Triglyceriden eine Vielzahl weiterer Moleküle zu der Stoffklasse der Lipide gezählt wird. Dabei handelt es sich beispielsweise um Phospholipide, welche in Glycerophospholipide und Sphingophospholipide unterteilt werden. Sie sind die Hauptbestandteile der Zellmembran. Erstere bestehen aus Glycerin, zwei langkettigen Fettsäuren und einer Phosphatgruppe, die mit einem
Aminoalkohol wie Cholin oder Serin verestert ist. Bei Sphingophospholipiden übernimmt der Aminoalkohol Sphingosin die Rolle des Glycerins. Des Weiteren seien als Vertreter der Lipide noch Glykolipide, Wachse und Isoprenoide wie Steroide und fettlösliche Vitamine zu nennen (Biesalski et al., 2010). Die vorliegende Arbeit wird sich jedoch auf die Triglyceride konzentrieren, die den größten Teil der Lipide in Pflanzenölen ausmachen.
41 5.1 Fettsäuren
Die einzelnen Fettsäuren unterscheiden sich in der Länge der Kohlenwasserstoffkette sowie in der Anzahl und der Stellung von Doppelbindungen. Man unterscheidet gesättigte und
ungesättigte Fettsäuren. Gesättigte Fettsäuren besitzen keine Doppelbindung zwischen den Kohlenstoffatomen der aliphatischen Kohlenwasserstoffkette. Weist eine Fettsäure jedoch eine oder mehrere Doppelbindung/en zwischen zwei Kohlenstoffatomen auf, so spricht man von einer einfach ungesättigten bzw. mehrfach ungesättigten Fettsäure. Des Weiteren kann man ungesättigte Fettsäuren noch nach der Art ihrer geometrischen Anordnung der
Doppelbindung in cis und trans- Fettsäuren unterteilen. Cis-ständige Fettsäuren weisen einen Knick im Molekül auf, trans-ständige Fettsäuren sind ungewinkelt (Campbell und Reece, 2011).
Der systematische Name der Fettsäuren wird durch die Beifügung des Zusatzes „-säure“ an den Namen des betreffenden Kohlenwasserstoffes gebildet. Eine Fettsäure mit 18
Kohlenstoffatomen nennt man folglich Octadecansäure, abgeleitet vom Kohlenwasserstoff Octadecan. Weist diese C18-Säure eine Doppelbindung auf, so nennt man sie Octadecensäure.
Sind zwei Doppelbindungen vorhanden, spricht man von einer Octadecadiensäure, bei drei Doppelbindungen von einer Octadecatriensäure (Berg et al., 2013, S.350). Um den Ort der Doppelbindung zu kennzeichnen werden häufig Zahlen vor den Namen der Fettsäure
geschrieben. Die 9,12-Octadecadiensäure weist demnach eine Doppelbindung am 9. und eine am 12. Kohlenstoffatom, ausgehend von der Carboxygruppe, auf. Der Kohlenstoff der funktionellen Gruppe wird hierbei als erstes Kohlenstoffatom gerechnet.
Häufig werden zur Darstellung einer Fettsäure auch nur Zahlen verwendet. 18:0 kennzeichnet hierbei eine Fettsäure mit 18 Kohlenstoffatomen und keiner Doppelbindung, 18:2 bedeutet, dass zwei Doppelbindungen vorhanden sind. Üblich ist des Weiteren die Kennzeichnung der Doppelbindung durch das Symbol Δ mit einer hochgestellten Indexziffer. So bezeichnet cis- Δ9 eine cis-Doppelbindung zwischen dem 9. und dem 10. Kohlenstoffatom. Gebräuchlich ist auch die Verwendung von Trivialnamen wie beispielsweise Linol- oder Linolensäure.
Die Doppelbindung kann aber auch vom Methylende der Fettsäure aus abgezählt werden. Der letzte Kohlenstoff der aliphatischen Kohlenwasserstoffkette wird als Omega-Kohlenstoff bezeichnet. So weist eine ω-3-Fettsäure eine Doppelbindung zwischen dem dritten und dem vierten Kohlenstoff, vom Methylende aus, auf (Berg et al., 2013, S.350). Neben ω-3-
Fettsäuren gibt es noch ω-6- und ω-9-Fettsäuren. Ein Beispiel für eine Omega-3-Fettsäure ist die α-Linolensäure (9,12,15-Octadecatriensäure; 18:3 (ω-3)). Zu den ω-6-Fettsäuren gehört beispielsweise die Linolsäure, die Ölsäure ist eine ω-9-Fettsäure.
42 Die wichtigsten in der Natur vorkommenden Fettsäuren sind in Tabelle 9, 10 und 11
aufgelistet. Dabei fällt auf, dass sie alle eine gerade Anzahl an Kohlenstoffatomen besitzen.
Die Erklärung dafür lässt sich in der Biosynthese von Fettsäuren finden. Genauer wird darauf in Kapitel 6 „Physiologie der Ölpflanzen“ eingegangen. Es sei hier nur so viel erwähnt, dass bei der Bildung einer Fettsäure Acetyl-Coenzym A eine Rolle spielt und es formal zu einer Aneinanderreihung von Acetyl-Resten, also Molekülen mit zwei Kohlenstoffatomen, kommt (Baltes, 2000).
Die nachfolgenden Tabellen sollen die natürlichen Fettsäuren und ihr Vorkommen zeigen.
Dabei werden sowohl der systematische Name als auch der üblicherweise verwendete Trivialname genannt.
Gesättigte Fettsäuren im Überblick
Trivialname Systematischer
Name Formel Vorkommen
Buttersäure Butansäure C3H7COOH Milchfett
Capronsäure Hexansäure C5H11COOH Milchfett, Palmkernfett, Kokosfett
Caprylsäure Octansäure C7H15COOH Kokosfett, Palmkernfett, Milchfett
Caprinsäure Decansäure C9H19COOH Kokosfett, Palmkernfett, Milchfett
Laurinsäure Dodecansäure C11H23COOH Kokosfett, Palmkernfett, Milchfett
Myristinsäure Tetradecansäure C13H27COOH
Kokosfett, Palmkernfett, fast alle pflanzlichen und
tierischen Fette Palmitinsäure Hexadecansäure C15H31COOH Alle Fette
Stearinsäure Octadecansäure C17H35COOH Vorwiegend tierische Fette
Arachinsäure Eicosansäure C19H39COOH Erdnussfett Behensäure Docosansäure C21H43COOH Erdnussfett, Rapsöl
Tabelle 9: Gesättigte Fettsäuren (verändert nach: Baltes, 2000)
43 Einfach ungesättigte Fettsäuren im Überblick
Trivialname Systematischer
Name Formel Vorkommen
Palmitoleinsäure 9-Hexadecensäure C15H29COOH Seetieröl Ölsäure 9-Octadecensäure C17H33COOH Alle Fette Elaidinsäure 9-Octadecensäure
(trans) C17H33COOH Spuren in tierischen Fetten Erucasäure 13-Docosensäure C21H41COOH Cruciferenfett
Tabelle 10: Einfach ungesättigte Fettsäuren (verändert nach: Baltes, 2000).
Mehrfach ungesättigte Fettsäuren im Überblick
Trivialname Systematischer
Name Formel Vorkommen
Linolsäure 9,12-
Octadecadiensäure C17H31COOH
Saflor-, Soja-, Sonnenblumen- und
Baumwollsaatöl Linolensäure 9,12,15-
Octadecatriensäure C17H29COOH Leinöl Arachidonsäure 5,8,11,14-
Eicosatetraensäure C19H31COOH Spuren in tierischen Fetten Clupanodonsäure 4,8,12,15,21-
Docosapentaensäure C21H33COOH Fischöl Nisinsäure 3,8,12,15,18,21-
Tetracosahexaensäure C23H35COOH Fischöl Tabelle 11: Mehrfach ungesättigte Fettsäuren
(verändert nach: Baltes, 2000).
